钻孔灌注桩断桩成因分析与防治措施

钻孔灌注桩断桩成因分析与防治措施

在钻孔灌注桩施工过程中，成桩工序是最重要的环节。这是因为在整个施工过程中，有～的质量问题发生在这个阶段。在这个阶段中断桩是一种常见且危

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险非常严重的事故。所谓断桩是指灌注完成后的桩身某一截完全无连续性或出现蜂窝、

局部加泥、局部砼不凝固等部分无连续性。断桩将造成重大质量事故，影响施工计划

和施工进度，造成重大经济损失。为了减少经济损失和某些工程的特殊性，往往要求

断桩后在原桩位进行处理。因此，分析研究断桩发生的原因并采取预防与处理措施非

常必要。

1产生断桩的原因

清孔不彻底1.

清孔不彻底，一是因孔底沉渣过厚，二是因泥浆比重过大、含砂量高。孔底沉淀过厚，清孔系数m0值大大降低，桩尖处的极限承载力降低，将形成废桩；泥浆比重

过大、含砂量高，在灌注水下混凝土时，易造成钢筋笼外部无混凝土而形成部分断桩

和产生夹层断桩。同时随着灌注的进行，孔内的泥砂逐渐沉积在已灌注的混凝土顶面，

并随混凝土的上升而上升，造成混凝土顶面沉积泥砂过厚，灌注深度难以探测准确，

易造成导管提漏形成断桩。

灌注过程中坍孔和缩径 2.

灌注过程中的坍：一是由于清孔后泥浆比重不够及其泥浆性能指标不能满足要求，使孔壁未能形成坚实的泥皮，孔壁坍塌、掉块；二是清孔后，河水、潮水上涨致

使孔内出现承压水，或钻孔通过强透水层，孔内水流失后未能及时补水，造成孔内水

头高度不够孔壁坍塌、掉块会造成断桩、夹层甚至埋管事故。

灌注过程中缩径往往是因为钻孔穿过地层中的膨胀土（软弱土）层长时间浸水后膨胀，造成孔径缩小，产生部分断桩或夹层断桩。

导管进水及埋身不合理3.

导管是水下混凝土灌注的主要设备，如果导管连接不直，接头处密封不可靠，漏气漏水，必然会使桩身存在气孔、缺陷、直至产生断桩。初灌时，如果导管底口距离

孔底过近，一旦混凝土淹没底口，就会使混凝土流动速度大大减缓，致使灌注困难；

若距离过大，会造成混凝土离析，严重影响桩底混凝土质量。导管在混凝土内卖身过

小，灌注时产生的超压力和冲击力会大大增加，往往会使导管外混凝土面上的浮泥皮、

沉渣夹裹卷进混凝土内形成夹层；反之若埋深过大，导管底口压力减小，管内混凝土

不易流出，容易造成堵塞，甚至埋管事故。

初灌量选择不当及混凝土质量不好4.

初灌混凝土用量的选择对整个桩的灌注质量至关重要。初灌量不足，导管埋深过浅或未埋住，都会使导管进水，造成混凝土严重离析，形成断桩。如果初灌量过大，

则会使导管提升困难，影响后续灌注。

水泥初凝时间过短，灌注后期，首批灌注的混凝土已初凝，混凝土的流动性大大．降低，而继续灌注的混凝土冲破顶层而上升，在两层混凝土中夹存泥浆、渣土，甚至

全桩夹有泥浆、渣土而形成断桩。

骨料粒径偏大或河砂中夹有大粒径的河卵石，致使灌注过程中，混凝土在导管中形成卡管。实际生产中由于气候等诸多因素的影响，拌制的混凝土含砂率、水灰比

与实验室提供的含砂率、水灰比存在较大的偏差。混凝土的和易性、流动性较差均易

导致卡管。卡管时间处理过长将导致灌注时间过长，首批灌注混凝土已经初凝，易形

成断桩。若卡管后，用吊绳拌动导管，导管上安装附着式震捣器，用长杆冲捣导管内

混凝土等方法后不能使导管内混凝土下落时，应当立即吊出导管，在已灌注的混凝土

顶面再次清孔后，重新灌注。

灌注时操作不当5.

灌注中途停工过久，先灌入的混凝土达到初凝失去了流动性而形成断桩。灌注过程中混凝土拌和物从漏斗顶益出或从漏斗外掉入孔内，使泥浆内含有水泥而变稠凝

结，导致测深不准，误将导管提离混凝土面，孔内泥浆混入混凝土而造成断桩事故。

提离导管过猛，导管内的混凝土会急剧下降，并对混凝土面有一定的扰动，若将导管

提离混凝土面，导管内的混凝土会直接冲击浮浆造成断桩。在灌注过程中，当导

管内

混凝土不满，导管上部有空气时，整斗混凝土灌入漏斗和导管，管内空气来不及排出，

在导管内形成高压气囊并挤出接头处的橡皮垫，而使导管漏水，致使混凝土离析。若

进入的泥浆多，离析发生到一定程度，离析出的卵石易在口出现“架桥”而堵管，以

以致无法灌入，从而造成断桩事故。

2预防措施

按规范要求清孔1.

成孔后应立即进行清孔，而且清孔应尽量采用泵吸反循环清孔，反循环清孔时，3之间，含砂率小于～泥浆上返速度快，孔底排渣较干净。泥浆的比重在t/m1.20 1.05

4%。粘度试验中，泥浆通过漏斗粘度计的时间是17s～20s。灌注前，必须对孔底沉淀

层厚度在进行一次测定，清孔后孔内沉渣厚度，摩擦桩不大于0.4～0.6d（d为设计桩

径），端承桩不大于50㎜。如厚度超过规定，需再次清孔，符合要求后立即灌注混凝土。

2.保持孔壁稳定，控制坍孔缩径

发现坍孔、掉块，应采取相应措施，如调整泥浆性能、保持水头压力或加大水头压力、移开重物或机械震动等，然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土。如不继续坍孔，

可以恢复正常灌注。如坍孔不停止，坍孔部位较深，应该将导管拔出，重新填埋钻孔。

对于易产生缩孔地层，分析原因后确定处理方法，一般采用补焊钻头重新钻进以

及在孔内抛填片石、粘土挤压软土地层进行处理，灌注时应快速进行。

3.选择质量可靠的导管，导管埋深符合规范

为了避免导管漏水，下入导管前应仔细检查接头处橡胶密封圈和导管加工质量，以保证密封性能可靠。不同施工条件下的导管及适用范围，可按下表1选择。导管埋

深不能小于2m，最大不能大于8m，一般控制在4～6m，导管埋深值见下表2。